高中物理鲁科版必修一 作业 第5章 第3、4节　力的平衡　平衡条件的应用 Word版含解析

一、选择题
1．下面有关稳度的说法中正确的是(　　)
A．平放的砖的稳度大于竖放的砖的稳度
B．实验室的天平、铁架台都安装在面积较大且较重的底座上，其做法是为了增大稳度
C．装载车船，要把轻货放在下面，重货放在上面，以增大稳度
D．照相机架、高压电线铁塔有相当大的支撑面以增大稳度
解析：降低重心，增大支持面面积，可以增大稳度，所以A、B、D正确；C中的做法会使重心升高，故C错误．
答案：ABD
2．下列属于平衡状态的物体是(　　)
A．高速公路上匀速直线行驶的汽车
B．百米竞赛中运动员的起跑瞬间
C．陨石进入大气层受到很大阻力划出一条亮线而减速
D．乘客在加速启动的列车中静止不动
解析：根据平衡状态的特征匀速或静止，或者说加速度等于零，A选项中的汽车是平衡状态，B、C、D均不是，故选A.
答案：A
3．几个共点力作用在一个物体上，使物体处于平衡状态，下列说法正确的是(　　)
①几个力的合力一定为零，各个力在任意方向上分力的合力也为零　②合力一定为零，但F＝ 故Fx、Fy不一定为零　③其中任意一个力的大小一定与其他几个力的合力大小相等，而方向相反　④只改变一个力的大小或方向，物体的状态可能不变
A．①③　　 B．③④
C．①④ D．②④
解析：物体处于平衡状态所受合外力为零，故Fx＝0、Fy＝0，若其中只有一个力的大小或方向发生改变，合外力不再为零，物体不是平衡状态，其状态一定改变，故②④错误，①③正确．
答案：A
4．在如图中，能表示物体处于平衡状态的是(　　)
解析：A图中物体的加速度逐渐减小，做变速运动，故不是处于平衡状态；B图中物体做匀减速直线运动，故也不是处于平衡状态；C图中物体做匀速直线运动，故物体处于平衡状态；D图中合外力逐渐减小但不为零，故不是处于平衡状态．
答案：C
5．水平地面上静置一重为100 N的物体，用60 N竖直向上的力拉它，此物体受到的合力为(　　)
A．0 B．40 N
C．60 N D．160 N
解析：因60 N竖直向上的拉力小于物体的重力，不能将物体提起，物体仍处于平衡状态，故所受到的合外力为零．选项A正确．
答案：A
6. 如图所示，物体A和B一起沿斜面匀速下滑，则物体A受到的力是(　　)
A．重力，B对A的支持力
B．重力，B对A的支持力、下滑力
C．重力，B对A的支持力、摩擦力
D．重力，B对A的支持力、摩擦力、下滑力
解析：物体A和B一起沿斜面匀速下滑，物体A受重力和B对A的支持力，若B对A有摩擦力，则A所受合力不为零，故A不受摩擦力，A正确．
答案：A
7.如图所示，一物体在五个力作用下保持平衡．现在保持其它力不变，进行如下操作，正确的说法是(　　)
A．如果撤去F1，物体所受的合力大小为2F1，方向和F1方向相反
B．如果将F1逆时针旋转90°，合力大小将变为F1
C．如果将F5逆时针旋转180°，合力大小将变为F5
D．如果将F2减半，物体不再平衡，合力大小为F2/2
解析：由共点力的平衡条件可知，F2、F3、F4、F5的合力应与F1等值反向，撤去F1，其合力大小为F1，故A错；同理，可求得B选项中F1逆时针转过90°，其余4个力的合力大小为F1，两者相互垂直，合力大小为F1，故B对；又F1、F2、F3、F4的合力与F5等值反向，当F5逆时针转过180°，合力大小为2F5，故C错；F1、F3、F4、F5的合力与F2等值反向，当F2减半时，合力为，故D对．
答案：BD
8．一氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动，不计空气阻力和风力影响，而重物运动的方向如图中箭头所示的虚线方向，图中气球和重物G在运动中所处的位置可能是(　　)
解析：重物G受到重力和绳的拉力的共同作用，由力的平衡可知，二力必定反向，所以悬线是竖直的．
答案：A
9．(选做题)如图所示，用一根绕过定滑轮的细绳把质量分别为m和M的两个物块P和Q拴在一起处于静止．现使物块Q沿水平地面向右移动一小段距离后再次静止，则与原来静止时相比，下列关于力的变化的结论正确的是(　　)
A．细绳的张力不变，Q的合力不变
B．细绳的张力变大，Q的合力不变
C．地面的摩擦力一定减小，Q的合力变小
D．地面的支持力一定减小，Q的合力不变
解析： 对物体P受力分析可知，细绳的张力大小T＝mg，移动前后相同；物体Q由于两次都静止，由共点力平衡条件知Q的合力为0，故A对，B、C错；对物体Q受力分析：
N＋T sin θ＝Mg①
Tcos θ＝f②
T＝mg，代入①式得N＝Mg－mgsin θ，向右移动，θ变小，可得出结论：支持力N变大，故D错．
答案：A
二、非选择题
10．质量为30 kg的小孩坐在10 kg的雪橇上，大人用与水平方向成θ＝37°斜向上的大小为100 N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 N/kg)，求：
(1)地面对雪橇的支持力大小．
(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小．
解析：(1)对小孩和雪橇整体受力分析得：
竖直方向：Fsin θ＋N＝mg解得N＝mg－Fsin θ＝340 N
(2)水平方向：Fcos θ－f＝0，f＝μN
解得：μ＝＝0.24.
答案：(1)300 N　(2)0.24
11.如图所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，若要使物体沿墙向上匀速运动，试求外力F的大小．
解析：物体向上运动，受力分析如图所示，建立如图所示的坐标系．
由共点力平衡条件得：
Fcos α－N＝0①
Fsin α－f－mg＝0②
又f＝μN③
由①②③得，F＝.
答案：
12．(选做题) 如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O.轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态．(已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，tan 37°＝0.75.g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：
(1)轻绳OA、OB受到的拉力大小是多大？
(2)物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？
(3)若物体乙的质量m2＝4 kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？
解析：(1)解法一　分解法．以O点为研究对象并进行受力分析，建立如图所示的坐标系，则TOAcos θ＝m1g
TOAsin θ＝TOB
解得：TOA＝＝m1g
TOB＝m1gtan θ＝m1g
解法二　合成法．合成TOB与m1g，
合力F＝TOA.则TOA＝＝m1g
TOB＝m1gtan θ＝m1g.
(2)物体乙静止，乙所受摩擦力f＝TOB＝m1g
方向水平向左．
(3)物体乙所受最大摩擦力fmax＝μm2g＝0.3×40 N＝12 N，
当TOB′＝fmax＝12 N时
由TOB′＝m1′gtan θ得，
m1′＝＝ kg＝1.6 kg.
即m1最大不能超过1.6 kg.
答案：(1)m1g　m1g
(2)m1g　方向水平向左
(3)1.6 kg